数据结构 之 数组

概念

有限个相同类型变量的有序集合

使用一块连续的内存区域，进行顺序存储

访问时通过下标进行访问

 

数组的下标是什么

即：偏移量offset

如果数组的首元素为a，a[0]即偏移量为0的位置。

 

为什么下标从0开始

下标为偏移量，所以如果从1开始第一个元素的偏移量为0.依此类推每次都要进行一次-1的减法操作。从0开始减少一次减法操作，性能达到极致。

 

数组操作的时间复杂度

增

1. 尾部添加，那么只需要在最后一位添加上新的元素即可，所以时间复杂度为O(1)。
2. 头部添加或中间添加，则需要对添加位后面的所有元素进行移位操作。最坏的时间复杂度是O(n)即头部添加全部需要移位。

删

1. 同样分尾部删除位O(1)
2. 头部删除或中间位删除则需要进行移位，最坏时间复杂度O(n)

改

• 数组的修改比较简单，只重新赋值某位即可，所以是O(1）

查

• 前面说了数组使用的是一块连续的内存区域，并且使用偏移量进行元素访问。所以我们可以根据下表快速获取到某个元素。所以查询时间复杂度O(1)

 

优缺点

根据数组操作的时间复杂度，所以数组特别适合于随机访问、查询类的操作。但由于增删的时间复杂度是O(n)，所以不适合随机写、删除多的场景。遍历时使用fori遍历非常高效。但是根据数组的定义，数组是一个有限集合，所以存在resize问题。这时候就要进行数组拷贝。相对比较影响应能。

 

简单手写一个arrayList，不具备使用价值，只是简单体现一下实现复杂度和resize步骤。

public class WmArray {

    private transient int[] array;

    private transient int size;

    public WmArray(int size) {
        this.array = new int[size];
        this.size = 0;
    }

    public void add(int element) {
        checkResize();
        array[size++] = element;
    }

    private void checkResize() {
        if (size >= array.length) {
            resize();
        }
    }

    private void resize() {
        int[] re = new int[size * 2];
        System.arraycopy(array, 0, re, 0, array.length);
        array = re;
    }

    public void add(int index, int element) {
        checkResize();
        for (int i = size - 1; i >= index; i--) {
            array[i + 1] = array[i];
        }
        array[index] = element;
    }

    public void remove(int index) {
        if(index > size){
            throw new IllegalArgumentException("越界");
        }
        for (int i = index; i < size; i++) {
            array[i] = array[i + 1];
        }
        array[size--] = 0;
    }

    public void update(int index,int element){
        array[index] = element;
    }

    public int get(int index){
        return array[index];
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "WmArray{" +
                "array=" + Arrays.toString(array) +
                ", size=" + size +
                '}';
    }
}